I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   3 6 ,   No .   3 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   1 7 21 ~ 1 7 30   I SS N:  2 502 - 4 7 52 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijee cs .v 3 6 . i 3 . pp 1 7 21 - 1 7 30           1721     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ee cs . ia esco r e. co m   Plant disea se  cla ss ificatio n using  n o v el int eg ra tion o f  deep   lea rning   CNN   a n d gra ph conv o luti o na l net wo rk s       Sa k a   U m a   M a hes wa ra   Ra o 1 ,  K esh et t i Sre ek a la 2 ,  P ull uri Sriniv a s   Ra o 3 ,  Na lla   Sh iris h a 4 ,    G un na m   Srini v a s 5 ,   E rr y   Sre edev i 6   1 D e p a r t me n t   o f   C S E ,   S h r i   V i sh n u   E n g i n e e r i n g   C o l l e g e   f o r   W o me n   ( A ) ,   B h i ma v a r a m ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C S E ,   M a h a t ma   G a n d h i   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   ( A ) ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   Ja y a m u k h i   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g i c a l   S c i e n c e s,  N a r sam p e t ,   I n d i a   4 D e p a r t me n t   o f   C S E ,   M LR   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   5 D e p a r t me n t   o f   I T,   A d i t y a   U n i v e r s i t y ,   S u r a m p a l e m ,   I n d i a   6 D e p a r t me n t   o f   M C A ,   S r i   V e n k a t e sw a r a   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   Ti r u p a t i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   27 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Au g   9 ,  2 0 2 4   Acc ep ted   A ug   26 ,   2 0 2 4       P lan t  d ise a se s  p re se n t  su b sta n ti a l  c h a ll e n g e s  t o   g lo b a l  a g ricu lt u re ,   sig n ifi c a n t ly   a ffe c ti n g   c ro p   y ield s  a n d   jeo p a rd izin g   fo o d   se c u rit y .   Ac c u ra te  a n d   ti m e ly   d e tec ti o n   o f  th e se   d ise a se s  is  p a ra m o u n t  f o r  m it i g a ti n g   th e ir   a d v e rse   e ffe c ts.  Th is   p a p e r  p r o p o se s  a   n o v e l  a p p ro a c h   f o r  p la n t  d ise a se   c las sifica ti o n   b y   in teg ra ti n g   c o n v o lu ti o n a l  n e u ra l  n e two rk s  (C NN s)  a n d   g ra p h   c o n v o lu ti o n a l   n e two r k s   (G CNs ).   Th e   m o d e l  a ims   t o   e n h a n c e   c las sifica ti o n   a c c u ra c y   b y   le v e ra g in g   b o th   v is u a l  fe a tu re s  e x t ra c ted   b y   CNN s  a n d   re lati o n a l  i n fo rm a ti o n   c a p t u re d   b y   G CNs .   Us in g   a   Ka g g le  d a tas e t  c o n tain i n g   ima g e s  o f  d ise a se d   a n d   h e a lt h y   p la n t  lea v e s  fr o m   3 1   c las se s,  in c lu d in g   a p p le,  c o rn ,   g ra p e ,   p e a c h ,   p e p p e r  b e ll ,   p o tat o ,   stra wb e rry ,   a n d   to m a to .   S tan d a lo n e   CNN   m o d e ls we re   train e d   o n   ima g e   d a ta fro m   e a c h   p lan t  ty p e ,   w h il e   sta n d a l o n e   G CN  m o d e ls  u ti li z e d   g ra p h - str u c tu re d   d a ta   re p re se n ti n g   p lan t   re latio n sh i p s  with in   e a c h   s u b se t.   T h e   p ro p o se d   in teg ra ted   CNN - G CN  m o d e l  c a p it a li z e s  o n   th e   c o m p lem e n tary   stre n g t h s  o f  CNN s  a n d   G CN s  to   a c h iev e   imp ro v e d   c las sifica ti o n   p e rf o rm a n c e .   Th ro u g h   rig o r o u s  e x p e rime n tatio n   a n d   c o m p a ra ti v e   a n a ly sis,  th e   e ffe c ti v e n e ss   o f  th e   in teg ra ted   CNN - G CN  a p p ro a c h   wa s  e v a lu a ted   a lo n g sid e   sta n d a lo n e   CNN   a n d   G CN   m o d e ls  a c ro ss   a ll   p lan t   t y p e s.  R e su lt s  d e m o n stra ted   t h e   su p e rio r it y   o f  t h e   in teg ra ted   m o d e l,   h i g h li g h ti n g   it s  p o ten ti a l   fo r   e n h a n c i n g   p la n t  d ise a se   c las sifica ti o n   a c c u ra c y .   K ey w o r d s :   C NN   Dee p   lear n in g   GC N   Kag g le   Plan t   d is ea s e    T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Gu n n am   Srin iv as   Dep ar tm en t o f   I T ,   Ad ity a   Un i v er s ity   Su r am p alem ,   I n d ia   E m ail:  s r in iv as.g @ ad ity au n iv er s ity . in       1.   I NT RO D UCT I O N     Plan t  d is ea s e s   r ep r esen t  a  f o r m id ab le  ch allen g e  to   g lo b al  a g r icu ltu r e,   ex e r tin g   im m e n s e  ec o n o m ic  p r ess u r es  an d   jeo p ar d izin g   f o o d   s ec u r ity   o n   a  g lo b al  s ca le.   T h e  tim ely   an d   p r ec is e  id en tific atio n   o f   th ese   d is ea s es  p lay s   an   in d is p en s ab le  r o le  in   im p lem en tin g   p r o ac tiv e  m itig atio n   m ea s u r es  an d   u p h o ld in g   s u s tain ab le  cr o p   p r o d u ctio n   p r ac tices.  Ho wev er ,   tr ad itio n al  d is ea s e  d iag n o s is   m eth o d s   p r e d o m in an tly   r ely   o n   m an u al  v is u al  in s p ec tio n s   c o n d u cte d   b y   ag r ic u ltu r al  ex p er ts .   W h ile  th ese  m eth o d s   h av e  s er v ed   as  th e   co r n er s to n e  o f   d is ea s e  m an ag em en t  f o r   d ec ad es,  th e y   ar e  in h er en tly   p r o n e  to   lim itatio n s   s u ch   as  b ein g   tim e - co n s u m in g ,   lab o r - in ten s iv e,   an d   s u s ce p tib le  to   h u m an   e r r o r .   I n   r ec en t   y ea r s ,   th e   la n d s ca p e  o f   d is ea s e  d etec tio n   an d   class if icatio n   h as  u n d er g o n e   a  p ar ad ig m   s h if t  with   th e  ad v en t  o f   d e ep   lear n in g   ( DL )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   3 ,  Dec em b er   20 24 :   1 7 2 1 - 1 7 3 0   1722   tech n o lo g ies.  DL   tech n iq u es,  p ar ticu lar ly   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs),   h av e  em er g ed   as  p o wer f u l   to o ls   ca p ab le  o f   r ev o lu tio n izi n g   v ar i o u s   d o m ain s ,   in clu d in g   m ed ical  im ag in g   an d   o b ject   r ec o g n itio n .   C NNs  ex ce l  in   lear n in g   h ier ar ch ical  r ep r esen tatio n s   o f   im ag e  f ea tu r es,  en ab lin g   th em   to   d is ce r n   s u b tle  p atter n s   an d   n u an ce s   in   v is u al  d ata.   I n   th e  co n tex t  o f   p lan t  d is ea s e  d etec tio n ,   C NNs  h o ld   im m en s e  p r o m is e  f o r   au to m atin g   th e  p r o ce s s   o f   id en tify in g   d is ea s ed   p lan t  tis s u es   f r o m   th eir   h ea lth y   co u n ter p ar ts   with   u n p r e ce d en ted   ac cu r ac y   an d   ef f icien c y .   Mo r eo v e r ,   th e   in teg r atio n   o f   g r ap h   co n v o lu tio n al  n etwo r k s   ( GC Ns)  in to   th e  r ea lm   o f   p lan t   d is ea s e  clas s if icatio n   p r esen ts   an   ex citin g   f r o n tier   in   ag r icu ltu r al  r esear ch .   GC Ns  o f f er   a  u n iq u e  f r am ewo r k   f o r   m o d elin g   r elatio n al  d ata  an d   ca p tu r in g   in tr icate   d ep en d en cies  am o n g   in ter co n n ec te d   en titi es,  m ak in g   th em   p ar ticu lar ly   well - s u ited   f o r   an aly zi n g   co m p lex   ag r icu l tu r al  ec o s y s tem s .   T h e  co n v e r g en ce   o f   C NNs  an d   GC Ns   h er ald s   a  n ew  er a  o f   in n o v atio n   in   p lan t d is ea s e  d etec tio n ,   o f f er i n g   a  s y n er g is tic  b l en d   o f   v is u al  f ea tu r e   ex tr ac tio n   an d   r elatio n al  m o d e lin g   ca p ab ilit ies .   Dem ilie  [ 1 ]   r esear ch   ad d r ess e d   DL   an d   m ac h in e  lear n in g   ( ML )   m eth o d s ,   n o ta b ly   C NNs,   f o r   im ag e   id en tific atio n   an d   class if icatio n .   C NNs  wer e  p r ef er r ed   f o r   im ag e  class if icatio n   b ec au s e   th ey   au t o m atica lly   ex tr ac ted   k ey   v is u al  ch ar ac te r is tics   an d   ca p tu r ed   s p atial  h ier ar ch ies.  Pro b lem   ty p e,   d at a  av ailab ilit y ,   an d   co m p u tin g   r eso u r ce s   d eter m i n ed   th e   d ec is io n   b etwe en   tr a d itio n al  ML   an d   DL .   W h en   d ata  an d   co m p u tin g   r eso u r ce s   wer e  a b u n d an t,  DL ,   p ar ticu lar ly   C NNs,  p er f o r m e d   b etter   i n   im ag e   id en tific atio n   an d   class if icatio n .   Ullah   et  a l.   [ 2 ]   s u g g ested   a n   in n o v ativ e ,   ef f icien t,   an d   lig h tweig h t  DL   ar ch itectu r e   f o r   p lan t  leaf   d is ea s e   p r ed ictio n   an d   ca teg o r izatio n .   Dee p Plan tNet  h as  2 8   lear n t  lay er s ,   in clu d in g   2 5   C o n V  la y er s .   A  n ew  p lan t   d is ea s e  class if icatio n   f r am e wo r k   was  d ev elo p ed   u s in g   L ea k y   r ec tifie d   lin ea r   u n i t  ( L R eL U) ,   b atch   n o r m aliza tio n   ( B N) ,   f ir e  m o d u les,  an d   a  co m b in atio n   o f   3 × 3   an d   1 × 1   f ilter s .   Saad   an d   Salm an   [ 3 ]   p r o p o s ed   Siam ese   n eu r al   n etwo r k   ( S NN)   o n e - s h o t   lear n in g   ( OSL)   m eth o d s   f o r   p lan t  d is ea s e  class if icatio n   with   m in im al  d atasets .   T o   e x p an d   th e   d ataset,   it  u s ed   d ata  a u g m en tatio n   a n d   u s ed   r eg io n - b ased   p ict u r e  s eg m e n t atio n .   Gen er aliza tio n   en h an c ed   u s in g   s u p p o r t  v ec to r   m ac h in e  ( SVM ) - b ased   class if ier s   f o r   p r im a r y   d iag n o s es.  OSL  with   Siam ese  n et wo r k s   h a d   f a r   h ig h er   class if icatio n   ac cu r ac y   a n d   f ewe r   m is tak es  th an   n o r m al  tr an s f er   lear n in g ,   with   a  p r o ce s s in g   tim e  o f   5   m s   f o r   r ea l - tim e  ap p licatio n s .   T h e   au th o r s   id en tifie d   1 8 2   p la n t  d is ea s e  d etec tio n   an d   class if ica tio n   s tu d ies  u s in g   k ey wo r d s   f r o m   p ee r - r ev iewe d   p u b licatio n s   b etwe en   2 0 1 0   an d   2 0 2 2   in   [ 4 ] .   Af ter   titl e,   ab s tr ac t,  c o n clu s io n ,   an d   f u ll  tex t  ex cl u s io n ,     7 5   ar ticles  wer e  r ev iewe d .   Data - d r iv en   m eth o d s   im p r o v ed   p lan t  d is ea s e  d iag n o s is   s y s tem   p er f o r m a n ce   an d   ac cu r ac y ,   m a k in g   th is   s tu d y   u s ef u l f o r   r esear ch er s .   An a n d h i   an d   Sath iam o o r th y   [ 5 ]   u s ed   DL - b ased   au to m ated   r ice  p lan t  d is ea s e  r ec o g n itio n   an d   class if ic atio n   ( DL - AR PDR C )   to   im p r o v e  ac c u r ac y   a n d   d iag n o s tics .   Pre - p r o ce s s in g   b eg an   with   p ictu r e  s ca lin g   an d   g au s s ian   f ilter   ( GF)   to   in cr ea s e  im ag e  q u ality .   Ots u 's  th r esh o ld - b ased   s eg m en tatio n   is o lated   lesi o n s   f r o m   th e  b ac k g r o u n d ,   co n ce n tr atin g   o n   th e  ar ea   o f   in ter est.  T o   d is tin g u is h   illn ess es,  v is u al  g eo m etr y   g r o u p   ( VGG ) - 1 9   ar c h itectu r al  f ea tu r e  e x tr ac tio n   a n d   ex tr em e   g r a d ien t   b o o s tin g   ( XGBo o s t )   class if icatio n   wer e  u s ed .   E x p er i m en tal  f in d in g s   in d icate d   th at  DL - AR PD R C   o u tp er f o r m ed   o t h er   co n tem p o r ar y   m eth o d s .   Deg ad wala   et  a l.  [ 6 ]   ac cu r ately   d iag n o s ed   h o p   p lan t  d is ea s es,  in d icatin g   ea r ly   d etec tio n   a n d   ex ac t  m a n ag em e n t.  B y   C N N  ar ch itectu r es ,   h o p s   p lan t  d is ea s e  class if icatio n   p er f o r m an ce   is   co m p ar ed .   T h eir   m eth o d   m ig h t   au to m ate  a n d   en h an ce   h o p s   p la n t  d is ea s e  co n tr o l,   m ain tai n   h o p   cr o p   s u s tain ab ilit y   an d   q u ality   f o r   b r ewin g ,   a n d   p r o v i d e  th e  g r o u n d wo r k   f o r   s im ilar   ag r icu ltu r al  is s u es.   A  d ee p   C NN   m o d el  f o r   p lan t   d is ea s e  id en tific atio n   th at  o v er co m es  f ield   is s u es  was  p r o p o s ed   [ 7 ] .     I t  p er f o r m ed   well  o n   th e  Plan tVillag e  d ataset,   wh ich   in clu d ed   p ictu r es  o f   1 4   h ea lth y   an d   s ick   cr o p   leav es  i n   3 1   v ar ieties.  T h e  C NN  m o d el  h as  9 8 %  tr ain in g   an d   9 4 %  test   ac cu r ac y   in   ex p er im en ts .   T h e  p r o g r a m   id en tifie d   leaf   d is ea s es  ea r ly ,   i n d icatin g   it  m ay   b e  u s ed   f o r   a g r icu ltu r al  h ea lth   m o n ito r in g .   Usi n g   o p tim izatio n   an d   DL ,   [ 8 ]   b u ilt  a   y o u   o n ly   liv e  o n ce   ( YOL O ) - b ased   l ea f   d is ea s e  d etec tio n   a n d   cla s s if icatio n   s y s tem .     Pre - p r o ce s s in g ,   PC FAN  f ea tu r e  m ap   g en er atio n ,   an d   Sh u f f le Net/E R S O  clas s if icatio n   o p tim izatio n   co m p r is ed   th e  f r am ewo r k .   FC N - R FO  id en tifie d   d is ea s e - p r o n e   lo ca tio n s .   On   a  cu s to m   p la n t  leaf   p ictu r e  d ataset,   th e   m o d el  s u r p ass ed   ea r lier   m eth o d s   with   h i g h   ac cu r ac y .   T h ese  s tu d ies  s h o wed   th at   DL   class if ier s   m ig h t   id en tif y   leaf   d is ea s es.   R ice,   wh ea t,  a n d   m aize   d atab ases   wer e  cr e ated   in   [ 9 ]   t o   ad d r ess   th e  s t ated   p r o b le m s .   T h e   d atasets   ex am in ed   two   b ac ter ial  an d   two   f u n g al  illn ess es  f o r   r ice,   f o u r   f u n g al  d is ea s es  f o r   m aize ,   an d   f o u r   f u n g al   d is ea s es  f o r   wh ea t,  w h ich   d estro y   th e   wh o le  p la n t.  W ith   co n s tan t   tr ain in g   h y p er p ar am eter s ,   eig h t   f in e - tu n ed   DL   m o d els  wer e  u s ed .   Pre - tr ain ed   d ee p   C NN  m o d els  wer e  test ed   u s in g   E f f ic ien tNetB 3 - ad ap tiv e   au g m en ted   DL   ( AADL )   f o r   ex ac t  illn ess   d iag n o s is   [ 1 0 ] .   I t  is   s h o wn   t h at  th e   p r o p o s ed   m o d el  ca n   p r o v i d e   ac cu r ate,   r ea l - tim e  a g r icu ltu r a l d is ea s e  d iag n o s is .   T h e  ' Z er o - s h o t tr an s f er   lear n i n g '   ap p r o ac h   was p r o p o s ed   in   [ 1 1 ]   to   im p r o v e  class if ier   p er f o r m an ce   in   to m ato   an d   p o tato   d atasets   wh en   th e  s o u r ce   d o m ain   h as  d i f f er en t  class es  th an   th e  d esti n atio n   d o m ai n .   C NN  m o d els,  d ata   au g m en tatio n ,   s y n th etic  d ata  cr ea tio n ,   an d   s tr o n g   d is cr im in ativ e  lo s s es  im p r o v e d   class if ier   p er f o r m an ce   in   ze r o - s h o t   co n d itio n s .   R ash id   et  a l.  [ 1 2 ]   p r o p o s ed   C NN - b ased   p r ec is io n   a g r icu ltu r al   d is ea s e   class if icatio n   ar ch itectu r e  MM F - Net.   MM F - Net  im p r o v ed   ac cu r ac y   with   R L - b l o ck   an d   PL - b lo ck   1   an d   2  m u lti - co n tex tu al  f ea t u r es.  Fu s io n   ad ap tiv ely   cr ea te d   th e  f in al  ju d g m en t  p r o b ab ilit y   s co r e ,   class if y in g   m aize   leaf   d is ea s es  with   9 9 . 2 3 %  ac cu r ac y .   Ov er all,   MM F - Net   s ee m ed   p r o m is in g   f o r   PA  p lan t  leaf   d is ea s e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         P la n t d is ea s e  cla s s ifica tio n   u s in g   n o ve l in teg r a tio n   o f d ee p   lea r n in g   …  ( S a ka   Uma   Ma h esw a r a )   1723   d etec tio n .   Ah m ad   et  a l.  [ 1 3 ]   ev alu ated   p lan t  d is ea s e  d etec tio n   DL   m o d els  ac r o s s   d atasets   an d   s ettin g s .   Fiv e  m aize   f o liar   d is ea s e  d atasets   wer e  u s ed   to   test   DL - b ased   im ag e  class if icatio n   alg o r ith m s .   T h e  b est  p r e - tr ain ed   DNN  ar ch itectu r e  f o r   tr an s f e r   lear n in g   was  Den s eNe t1 6 9 .   Gen er aliza tio n   ac cu r ac y   was  h ig h est  in   C D& S   R GB A  p h o to g r ap h s   with o u t  b ac k g r o u n d s .   New   f ield   an d   la b   d ata  im p r o v e d   m o d el  p er f o r m an ce ,   s u g g esti n g   f ield - d ep lo y ab le  d is ea s e  m an a g em en t m eth o d s .   A  d ee p   C NN  m o d el   f o r   p lan t d is ea s e  ca teg o r izatio n   was  d e v elo p ed   in   [ 1 4 ]   to   s o lv e   th ese  is s u es.  T h e  m o d el  u s ed   Plan tVillag e  p h o t o s   o f   1 4   h ea lth y   an d   s ick   c r o p   leav es  d iv i d ed   i n to   3 8   class if icatio n s .   T h e  C NN  m o d el  h as  9 8 . 0 1 %  tr ain in g   a cc u r ac y   a n d   9 4 %  test   ac cu r a cy   in   e x p er im e n ts .   T h ese  d ata  s h o wed   th at   th e   m o d el  was  ef f icien t  f o r   ea r l y   leaf   d is ea s e  d etec tio n .   A  SV M   an d   im ag e  p r o ce s s in g   m eth o d   f o r   g r a p e  leaf   d is ea s e  d etec tio n   an d   class if icatio n   was  s u g g ested   [ 1 5 ] .   I m ag in g ,   d en o is in g ,   en h a n ce m en t,  s eg m en tatio n ,   p r in cip al  c o m p o n en t   an aly s is   ( PC A )   f ea tu r e  e x tr ac tio n ,   an d   class if icatio n   u tili zin g   p a r ticle  s war m   o p tim izar tio n   ( PSO )   SVM,   b ac k   p r o p ag atio n   n eu r al  n etwo r k   ( B PNN ) ,   an d   r an d o m   f o r e s t  alg o r ith m s   wer e  p er f o r m ed .   I n   g r ap e   leaf   d is ea s e  class if icatio n   an d   d etec tio n ,   PS O  SVM  p er f o r m ed   b etter .   Sam ee r a  et  a l.  [ 1 6 ]   ap p lied   v ar io u s   DL   m o d els  an d   ac h iv ed   r e p o r ted   g o o d   r es u lts   f o r   p lan t  d is ea s e  d etec tio n .   Pad m a  et  a l.  [ 1 7 ]   f o cu s ed   o n   Do wn e y   an d   Po wd er y   Mild ew,   wh ic h   p r o d u ce   s ig n if ican t  g r a p e  f r u it  p r o d u ctio n   lo s s es,  to   ef f ec tiv ely   d etec t  an d   class if y   illn ess es   in   f o lio   d escr ip tio n s .   Fo r   class if ier - b ased   id en tific atio n ,   th e  r esear ch   r ec o m m en d ed   d eletin g   leaf   tr aits   lik e  th e  m ajo r   an d   s m all  ax es.  E ar ly   illn ess   d etec tio n   an d   ca teg o r izatio n   b en ef it  f r o m   im a g e  p r o ce s s in g .   E lf atim i  et  a l.  [ 1 8 ]   in tr o d u ce d   a  m eth o d   f o r   class if y in g   b ea n   leaf   d is ea s es,  o p tim izin g   n etwo r k   ar ch itec tu r e,   h y p er p ar am eter s ,   a n d   ev alu atin g   o n   a   p u b lic  d at aset.  Mo b ileNetV2   ar ch itectu r e  d em o n s tr ated   h ig h   ac cu r ac y   o n   th e  tr ain in g   s et  an d   test   s et  f o r   u n h ea lth y   ( an g u lar   leaf   s p o t  d is ea s e  an d   b ea n   r u s t d is ea s e)   an d   h ea lth y   class es.   Dep th - wis e ,  p o in t - wis e  co n v o lu tio n s   wer e  ad d ed   to   th e  I n ce p tio n   m o d u le  v er s io n   in   [1 9 ] .   T h e   I n ce p tio n   m o d u le  an d   p r e - tr ai n ed   Mo b ileNet  wer e  th e  s u p p o r t e x tr ac to r s   f o r   h ig h - q u ality   p ictu r e  f ea tu r es.  Fo r   cr o p   d is ea s e  class if icatio n   an d   d etec tio n ,   a  f u lly   c o n n ec te d   So f tm ax   lay er   an d   s in g le  s h o t  d etec to r   ( SSD )   b lo ck   wer e   in clu d ed .   T h e  m o d el  was  tr ain ed   u s in g   two - s tag e  tr an s f er   lear n in g .   W u   et   a l .   [ 2 0 ]   in tr o d u ce d   a   f in e - g r ain e d   d is ea s e  ca teg o r izatio n   m eth o d   u s in g   an   a tten tio n   n etwo r k .   T h e  "Cl ass if icatio n   m o d el"  in co r p o r ated   atten tio n   m ec h an is m s   f o r   en h an ce d   id en tific atio n .   Du r in g   tr ain in g ,   a  "Reco n s tr u ctio n - g e n er atio n   m o d el "  d ir ec ted   f o cu s   o n   d if f er en tiatin g   ar ea s ,   an d   ad v er s ar ial  lo s s   r ed u ce d   n o is e  f r o m   t h e  "Discr im in atio n   m o d el" .   T h ese  wer e   u s ed   ex clu s iv ely   d u r in g   tr ain in g ,   a v o id in g   co m p lex ity   i n   th e   in f er en ce   p h ase.   T h e   m eth o d   im p r o v ed   g e n er aliza tio n   ab ilit y ,   in cr ea s in g   id en tific atio n   ac cu r ac y   with   lo wer   m e m o r y   r eq u ir em en ts .   [ 2 1 ]   ex tr ac ted   d ee p   co r n   p lan t  ch ar ac ter is tics   u s in g   two   p r e - tr ain ed   C NNs,  E f f icien tNetB 0 ,   an d   Den s eNe t1 2 1 .   Dee p   f ea tu r es  f r o m   ea ch   C NN  wer e  co n ca ten ated   to   cr ea te  a  m o r e  co m p licated   f ea tu r e  s et  to   im p r o v e  m o d el  lear n in g .   Dat a  au g m en tatio n   d iv e r s if ied   th e  tr ain in g   d ataset  to   h elp   th e  m o d el  h an d le  m o r e   co m p licated   in s tan ce s .     Ah m ad   et  a l.   [ 2 2 ]   u s ed   m em o r y - ef f icien t  C NN s   to   id en tif y   p lan t  d is ea s e  s y m p to m s .   T h e   s u g g ested   tr ain in g   s etu p   r e d u ce d   tr ai n in g   tim e  an d   h a n d led   class   im b alan ce   u s in g   s tatis tics .   S tep wi s e  tr an s f er   lear n in g   was  s u g g ested   to   ad d r ess   n eg ativ e  tr an s f er   lear n in g   c o n ce r n s   d u r i n g   k n o wled g e   tr an s f er   b etwe en   d o m ai n s .   C h en   et  a l.  [ 2 3 ]   im p r o v ed   Y OL Ov 5   f o r   r ea l - tim e  s tr awb er r y   d is ea s e  d etec tio n .   T o   d ec r e ase  p ar am eter s   an d   FLOPs,  it  in clu d ed   Gh o s tC o n v .   An   in v o lu tio n   o p e r ato r   b r o ad e n ed   t h e  r ec e p tiv e  f iel d ,   wh ile  a   C B AM   in cr ea s ed   f ea tu r e   ex tr ac tio n .   C o n ten t - Awa r e  R eAss em b ly   o f   Featu r es  r e p lace d   u p s am p lin g .   A  m o d if ied   lig h tweig h t  C NN   m ay   en h an ce   f in e - g r ai n ed   cr o p   d is ea s e  ca teg o r izatio n   [ 2 4 ] .   T h e  u p g r ad ed   Sq u ee ze Nex t   m o d el  with   a  m u lti - s ca le  co n v o lu tio n   k er n el  a n d   co o r d i n ate  atten tio n   m ec h a n is m   o u tp er f o r m ed   th e  o r i g in al   m o d el  in   r ec o g n itio n   ac cu r ac y .   T h e  lo wer   m o d el  s ize  an d   s o m ewh at  g r ea ter   ac c u r ac y   o f   R esNet5 0   an d   Mo b ileNetV2   co m p ar e d   to   Xce p tio n .   A  r ec o n s tr u cted   r esid u al  d en s e  n etwo r k   f o r   t o m ato   leaf   d is ea s e   d etec tio n   [ 2 5 ]   co m b in e d   d ee p   r esid u al  an d   d en s e  n etwo r k   b en ef its .   T h e  m o d el,   o r ig in a lly   b u ilt  f o r   p ictu r e   s u p er - r eso lu tio n ,   s co r ed   9 5 %  o n   th e  T o m ato   test   d ataset.         2.   M E T H O D   T h e  p r o p o s ed   m eth o d   f o r   p la n t  d is ea s e  p r ed ictio n   was  s h o w n   in   Fig u r e   1 .  T h e   r esear ch   m eth o d o lo g y   in v o lv ed   s ev er al  s eq u en tial  s tep s   to   en s u r e  r o b u s tn ess   a n d   ef f ec tiv en ess   in   p lan t  d is ea s e  clas s if icatio n .   I n itially ,   a  d iv er s e  d ataset  was  co m p iled ,   co n s is tin g   o f   im a g es  p o r tr ay in g   b o th   d is ea s ed   an d   h ea lth y   s tates   ac r o s s   v ar io u s   p lan t  ty p es.  R ig o r o u s   ef f o r ts   wer e  m ad e  to   en s u r e  s u f f icien t  co v er a g e  o f   p lan t  d is ea s es  an d   au th en ticity   o f   t h e  d ataset  to   m in im ize   b iases .   Fo llo win g   d ata   co llectio n ,   th e   d atase t  was  m eticu lo u s ly   p r ep ar e d   b y   d iv id in g   it  in to   d is tin ct  s u b s ets  co r r esp o n d in g   to   d if f er en t  p lan t  ty p es  s u c h   as  Ap p le,   C h er r y ,   C o r n ,   Gr ap e,   Peac h ,   Pep p e r   b ell,   Po tato ,   Stra wb er r y ,   an d   T o m ato .   T h e  n e x t  p h ase  in v o lv ed   p ar titi o n in g   ea ch   p lan t - s p ec if ic  d ataset  s u b s et  in to   tr ain i n g ,   an d   test in g   s u b s ets  u s in g   ap p r o p r iate  r atio s .   Sp ec ial  atten tio n   was   g iv en   to   m ain tain in g   p r o p o r ti o n al  r ep r esen tatio n   o f   d is ea s ed   an d   h ea lth y   s am p les  in   ea ch   s u b s et  to   av o id   b ias   an d   en s u r e  m o d el  g en e r aliza tio n .   Su b s eq u en tly ,   s tan d alo n e  C NN  m o d els  wer e  d ev elo p e d ,   tailo r ed   s p ec if ically   f o r   p la n t d is ea s e  class if icatio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   3 ,  Dec em b er   20 24 :   1 7 2 1 - 1 7 3 0   1724       Fig u r e  1 .  Pro p o s ed   m et h o d o lo g y       T h e  C NN  m o d els  wer e  f in e - tu n ed   o n   th e  tr ain in g   s et  o f   ea ch   p lan t - s p ec if ic  d ataset  s u b s et,   with   ad ju s tm en ts   m ad e  to   h y p e r p a r am eter s   an d   r eg u lar izatio n   t ec h n iq u es.  Mo d el  v alid atio n   was  co n d u cted   o n   co r r esp o n d in g   v alid atio n   s u b s ets,  w ith   p er f o r m an ce   m etr i cs  m o n ito r ed   an d   ar ch itectu r e  r ef in ed   b ased   o n   r esu lts .  I n   p ar allel,   s tan d alo n e  GC N  m o d els  wer e  co n s tr u cted   to   ex p lo it  r elatio n al  in f o r m atio n   en co d ed   in   g r ap h   s tr u ctu r es  o f   th e  d ataset  s u b s ets.  Gr ap h   r ep r esen tat io n s   wer e  co n s tr u cted   wh e r e   n o d es  r ep r esen ted   p lan ts   an d   ed g es r ep r esen ted   r elatio n s h ip s   s u ch   as c o - o cc u r r en ce   o r   s p atial  p r o x im ity .   As  a  last   p h ase  o f   m eth o d o lo g y ,   a n   in teg r ated   ar c h itectu r e  co m b in in g   C NNs  an d   GC Ns  wa s   d ev elo p e d   to   f u s e  v is u al  an d   r elatio n al  in f o r m atio n   f o r   e n h an ce d   class if icatio n .   T h is   in v o lv ed   estab lis h in g   co n n ec tio n s   b etwe en   C NN  an d   GC N  co m p o n en ts   to   f a cilitate  s ea m les s   in f o r m atio n   f lo w  an d   f ea tu r e   in teg r atio n .   T h e  in teg r ated   m o d el  was  tr ain ed   o n   th e  tr ain in g   s ets  o f   ea ch   p lan t - s p ec if ic  d ataset  s u b s et,   wi th   p ar am eter s   f in e - tu n ed   an d   f u s io n   s tr ateg ies  o p tim ized   to   m ax im ize  p er f o r m an ce .   Mo d el  v alid atio n   was  p er f o r m ed   o n   co r r esp o n d i n g   v alid atio n   s u b s ets,  with   p er f o r m an ce   co m p ar ed   a g ain s t  s tan d alo n e  C NN  an d   GC N  m o d els.   Af ter   ap p ly in g   GC N+ C NN  h y b r d   in teg r aio n ,   it  is   o b s er v ed   th at  th e  r es u lts   with   in teg r ated   m o d el  was b etter   th an   th e  in d i v id u al  m o d els.     2 . 1 .     P l a nt  lea f   i m a g e   da t a s et   g a t hering   a nd   prepa ra t io n   A  p lan t le af   im ag e  d ataset  was   g ath er ed   f r o m   Kag g le   [ 26 ] .   T h e  d ataset  co n tain s   3 1   class es  o f   im ag es   with   Ap p le,   C o r n ,   Gr a p e,   Pea ch ,   Pep p er   b ell,   Po tato ,   Stra w b er r y ,   an d   T o m ato   t y p es .   T h i s   d ataset  is   f u r th er   d iv id ed   as  s er r ate   d atasets .   T h e  d etails  o f   s ep a r ated   d atasets   ar e  s h o wn   in   T ab le  1 .   Fro m   T ab le  1 ,   it  is   o b s er v ed   th at  th e   n u m b er   s am p les  av ailab le  f r o m   Ap p le,   C o r n ,   Gr a p e,   Peac h ,   Pep p er b ell,   Po tato ,   T o m ato   an d   Stra wb er r y   d atasets   ar e  3 1 7 1 ,   3 8 5 2 ,   4 0 6 2 ,   2 6 5 7 ,   2 4 7 5 ,   2 1 5 2 ,   1 8 1 6 0 ,   an d   1 5 6 5   r esp ec tiv ely .     2 . 2 .     Co nv o lutio na l neura l  net wo rk s   C NNs   ar e  DL   m o d els  f o r   i m ag e  id en tific atio n   an d   class if icatio n .   C o n v o lu tio n al,   p o o l in g ,   an d   f u lly   lin k ed   C NN  lay er s   ca p tu r e  h ier ar ch ical  an d   s p atial  p ictu r e  ch ar ac ter is tics   well.   C N Ns  ex ce l  at  p lan t  d is ea s e  ca teg o r izatio n .   C NNs   ca n   ass ess   d etailed   p lan t   leaf   p atter n s   a n d   te x tu r es  to   id en t if y   h ea lth y   f r o m   u n h ea lth y   p lan ts   b y   au to m ati ca lly   lear n in g   k ey   in f o r m ati o n   f r o m   p h o to s .   C NNs  clas s if y   p lan t  d is ea s es  ac cu r ately   an d   e f f icien tly   u s i n g   f ea tu r e  e x tr ac tio n   an d   h ie r ar ch ical  r ep r esen tatio n   lea r n i n g .   C NNs  h av e  im p r o v e d   p lan t   d is ea s e  ca teg o r izatio n   ac cu r ac y   an d   s p ee d ,   e n ab lin g   m o r e  p r o m p t  an d   ef f e ctiv e  ag r icu ltu r a l   tr ea tm en ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         P la n t d is ea s e  cla s s ifica tio n   u s in g   n o ve l in teg r a tio n   o f d ee p   lea r n in g   …  ( S a ka   Uma   Ma h esw a r a )   1725   T ab le  1 .   Data s et  p r ep a r atio n   d etails   D a t a s e t   Ty p e   o f   i ma g e s   N u mb e r   o f   i m a g e s   A p p l e _ d a t a se t   A p p l e _ _ _ A p p l e _ sc a b   6 3 0   A p p l e _ _ _ B l a c k _ r o t   6 2 1   A p p l e _ _ _ C e d a r _ a p p l e _ r u s t   2 7 5   A p p l e _ _ _ h e a l t h y   1 6 4 5   C o r n _ d a t a s e t   C o r n _ C e r c o s p o r a _ l e a f _ s p o t     5 1 3   C o r n _ C o mm o n _ r u s t _   1 1 9 2   C o r n _ h e a l t h y   1 1 6 2   C o r n _ N o r t h e r n _ Le a f _ B l i g h t   9 8 5   G r a p e _ d a t a se t   G r a p e _ B l a c k _ r o t   1 1 8 0   G r a p e _ Es c a _ ( B l a c k _ M e a s l e s)   1 3 8 3   G r a p e _ h e a l t h y   4 2 3   G r a p e _ Le a f _ b l i g h t   1 0 7 6   P e a c h _ d a t a s e t   P e a c h _ _ _ B a c t e r i a l _ s p o t   2 2 9 7   P e a c h _ _ _ h e a l t h y   3 6 0   P e p p e r b e l l _ d a t a set   P e p p e b e l l _ B a c t e r i a l _ s p o t   9 9 7   P e p p e r b e l l _ h e a l t h y   1 4 7 8     P o t a t o _ d a t a s e t   P o t a t o _ _ _ Ea r l y _ b l i g h t   1 0 0 0   P o t a t o _ _ _ h e a l t h y   1 5 2   P o t a t o _ _ _ La t e _ b l i g h t   1 0 0 0                 To ma t o _ d a t a s e t   To ma t o _ _ _ B a c t e r i a l _ sp o t   2 1 2 7   To ma t o _ _ _ Ea r l y _ b l i g h t   1 0 0 0   To ma t o _ _ _ La t e _ b l i g h t   1 9 0 9   To ma t o _ _ _ Le a f _ M o l d   9 5 2   To ma t o _ S e p t o r i a _ l e a f _ sp o t   1 7 7 1   To ma t o _ S p i d e r _ m i t e s   Tw o - sp o t t e d _ s p i d e r _ mi t e   1 6 7 6   To ma t o _ _ _ Ta r g e t _ S p o t   1 4 0 4   To ma t o _ _ m o sa i c _ v i r u s   3 7 3   To ma t o _ Y e l l o w _ Le a f _ C u r l _ V i r u s   5 3 5 7   To ma t o _ _ _ h e a l t h y   1 5 9 1   S t r a w b e r r y _ d a t a s e t   S t r a w b e r r y _ _ _ Le a f _ s c o r c h   1 1 0 9   S t r a w b e r r y _ _ _ h e a l t h y   4 5 6       2 . 3 .     G ra ph   co nv o lutio na l ne t wo rk s     GC Ns  ar e  g o o d   at  ca p tu r in g   lin k ag es  a n d   d ep e n d en cies  in   n o n - E u clid ea n   d o m ain s   i n clu d in g   s o cial,   citatio n ,   an d   b io l o g ica l  n etwo r k s ,   u n lik e  g r id - lik e  n eu r al  n etwo r k s .   GC Ns  ca n   b e   u s ed   to   class if y   p lan t  d is ea s es  b y   ev alu atin g   co r r elatio n s   b etwe en   p lan t  s p ec ies,  wea th er ,   a n d   g eo g r ap h y .   b y   p r o p ag atin g   in f o r m atio n   ac r o s s   th e  n etwo r k   v ia  g r ap h   co n v o lu tio n al  la y er s ,   GC Ns  let  th e  m o d el   to   lear n   f r o m   d ata   p o in t  in ter co n n ec tiv ity .   I n   p la n t  d is ea s e  ca teg o r izatio n ,   GC Ns  m ay   ca p tu r e  in tr icate   co n n ec tio n s   b etwe en   p lan ts ,   illn ess es,  an d   ex ter n al  v ar iab les,  h elp in g   to   c o m p r e h en d   th e  a g r icu ltu r al   en v ir o n m en t.  I n c o r p o r atin g   r elatio n al  in f o r m atio n   in to   p lan t  d is ea s e  class if icatio n   u s in g   GC Ns  o f f er s   a  p o s s ib le  p ath   f o r   m o r e   co m p r eh e n s iv e  an d   co n tex t - a war e  d is ea s e  d etec tio n   in   ag r ic u ltu r e.     2 . 4 .     I nte g ra t io n o f   CNN  a nd   G CN   T h e  co m b in atio n   o f   GC Ns  with   C NN s   f o r   p lan t  d is ea s e  ca teg o r izatio n   is   in n o v a tiv e  an d   s y n er g is tic.   T h is   h y b r id   m o d el  co m b in es  C NNs '   v is u al  p atter n   r ec o g n itio n   with   G C Ns '   ca p ac ity   to   r ep r esen t  ag r icu ltu r al  n etwo r k   in ter ac tio n s .   T h e  co m b in ed   GC N+ C NN  m o d el  p r o v id es  a  m o r e  co m p let e   an d   co n tex t - awa r e   p lan t  d is ea s e  d iag n o s is   s o lu tio n   b y   co m b in in g   s p atial  im ag e   ch ar ac ter is tics   with   g r ap h - b a s e d   i n f o r m a t i o n   s u c h   p l a n t  s p e c i e s   r e la t i o n s h i p s   a n d   e n v i r o n m e n t a l   p a r a m e t e r s .   T h is   n o v e l   m e t h o d   i m p r o v e s   a c c u r a c y   a n d   i n t e r p r et a b i l it y ,   o f f e r i n g   a   c o m p r e h e n s i v e   f o u n d a t i o n   f o r   a g r i c u l t u r a l   d i s e as e   c o n t r o l .         3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   Du r in g   t h e  d ata  p r ep ar atio n   s t ag e,   eig h t  d atasets   wer e   cr ea te d ,   ea ch   tailo r ed   f o r   ex p er im e n tatio n .   All   ex p er im en ts   wer e  ca r r ied   o u t  in   Go o g le  C o lab   u s in g   Py T o r ch .   I n itially ,   a  C NN  s er v ed   as  th e  b ase  m o d el.   Su b s eq u en tly ,   GC N  was  im p l em en ted   i n d iv id u ally   with   ea c h   o f   th e   eig h t  d atasets .   Fin ally ,   a  n o v el   in teg r ated   ap p r o ac h ,   co m b in in g   b o th   C NN  an d   GC N  ( C NN+ GC N) ,   was a p p lied   f o r   a  co m p r eh e n s iv e  ev alu atio n .     3 . 1 .     Appl y ing   co nv o lutio na l  neura l net wo rk s   I n   th e  e x p er im e n tatio n   p h ase ,   we  em p lo y ed   a   C NN  as  th e  f o u n d atio n al  m o d el   f o r   p la n t  d is ea s e   class if icatio n .   All  th e  eig h t   d atasets   u n d er wen t   p r e p r o c ess in g   an d   o r g an izatio n ,   u til izin g   th e  Py T o r ch   f r am ewo r k   with in   G o o g le  C o lab   f o r   f lex i b ilit y   an d   s ca lab il ity .   I m ag e  r esizin g   to   a  c o n s i s ten t  d im en s io n   o f   224 × 2 2 4   p ix els  an d   c o n v er s io n   to   ten s o r s   wer e  ac h iev ed   t h r o u g h   Py T o r c h ' s   to r ch v is io n   l ib r ar y .   T h e  d ataset  was  th en   s p lit  in to   tr ain i n g   a n d   test in g   s ets  to   en s u r e   r o b u s t  m o d el  e v alu atio n .   T h e   C NN  m o d el  ar c h itectu r e,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   3 ,  Dec em b er   20 24 :   1 7 2 1 - 1 7 3 0   1726   d esig n ed   to   ca p tu r e  s p atial  f ea tu r es with in   th e  im ag es,  co m p r is ed   co n v o lu tio n al  lay er s   f o r   h ier ar ch ical  p atter n   ex tr ac tio n ,   f o llo wed   b y   m a x - p o o lin g   lay er s   f o r   d o wn   s am p lin g .   T h e  f u lly   co n n ec ted   la y er   f ac ilit ated   th e  class if icatio n   p r o ce s s   f o r   f o u r   d is ea s e  ca teg o r ies.  T h e  m o d el  u n d er we n t  ten   ep o c h s   o f   tr ain in g   u s in g   t h e   Ad am   o p tim izer   a n d   c r o s s - en tr o p y   lo s s   f u n ctio n .   T h e   p er f o r m an ce   was  ev alu ated   o n   a   s ep ar ate  test   s et  to   ass es s   g en er aliza tio n   ca p ab ilit ies.  T h e  r esu lts   o f   C N N  ex p er im en t  wer e  s h o wn   in   T ab le   2 .   T ab le  2   s h o ws  ac cu r ac y   an d   lo s s   v alu es  o b ta in ed   with   eig h t  ty p es  o f   p la n ts .   T h e  ep o ch   wis e   ac cu r ac y   a n d   lo s s   also   s h o wn   f o r   two   d atasets   n am ely   A p p le   an d   T o m ato .   Fig u r e  2   s h o ws  ep o ch   wis e  p er f o r m a n ce   o f   m o d el  with   ap p le  d ataset.   Fig u r e  2 ( a)   s h o ws  e p o ch   wis e   tr ain in g   an d   test in g   lo s s   f o r   A p p le  d ataset.   Fig u r e  2 ( b )   s h o ws  ep o ch   wis e  tr ain in g   a n d   te s tin g   ac cu r ac y .   T h e   ac cu r ac y   o b tain ed   f o r   Ap p le  d ataset  is   8 8 %.  Fig u r e   3   s h o w s   ep o ch   wis e  p er f o r m an ce   o f   m o d el  with   T o m ato   d ataset .   Fig u r e  3 ( a)   s h o ws  ep o ch   wis e  tr ain in g   an d   test in g   lo s s .   Fig u r e  3 ( b )   s h o ws  tr ain in g   g a n d   test in g   ac cu r ac y   f o r   T o m ato   d ataset.   T h e  ac cu r ac y   o b tain e d   f o r   Ap p le  d ataset  is   8 8 %.       T ab le  2 .  R esu lts   with   C NN   D a t a s e t   n a me   A c c u r a c y     Lo ss   A p p l e _ d a t a se t   0 . 9 3   0 . 1 8   C o r n _ d a t a s e t   0 . 9 3   0 . 1 5   G r a p e _ d a t a se t   0 . 9 2   0 . 2 0   P e a c h _ d a t a s e t   0 . 9 7   0 . 0 5   P e p p e r b e l l _ d a t a set   0 . 9 5   0 . 1 1   P o t a t o _ d a t a s e t   0 . 9 7   0 . 0 7   To ma t o _ d a t a s e t   0 . 8 8   0 . 4 1 6   S t r a w b e r r y _ d a t a s e t   0 . 9 7   0 . 0 9           ( a)   ( b )     Fig u r e  2 .  E p co h wis e  ( a )   l o s s   f o r   ap p le  d ataset  an d   ( b )   ac cu r a cy   f o r   ap p le  d ataset           (a )   (b )     Fig u r e  3 .  E p co h wis e  ( a )   l o s s   an d   ( b )   ac cu r ac y   f o r   to m ato   d at aset   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         P la n t d is ea s e  cla s s ifica tio n   u s in g   n o ve l in teg r a tio n   o f d ee p   lea r n in g   …  ( S a ka   Uma   Ma h esw a r a )   1727   3 . 2 .     Appl y ing   g ra ph   co nv o l utio na l net wo rk   T h e  GC N  m o d el   ar ch itectu r e   d ef in es  th e   s tr u ctu r e   o f   th e  G C N ,   co n s is tin g   o f   two   f u lly   c o n n ec te d   lay er s   with   R eL U.   T h ese  lay er s   en ab le  th e  m o d el  to   ca p tu r e  n o n - lin ea r   r elatio n s h ip s   b e twee n   n o d es  in   th e   g r ap h .   Du r in g   th e  tr ai n in g   p r o ce d u r e ,   th e  lo s s   f u n ctio n   ( c r i ter io n )   is   s p ec if ied   as  cr o s s - en tr o p y   lo s s ,   an d   t h e  o p tim izer   ( o p tim izer )   is   d ef in e d   as Ad am .   T h e  ca lcu late_ ac cu r ac y ( )   f u n ctio n   co m p u tes th e   ac cu r ac y   o f   m o d el  p r ed ictio n s ,   an d   th e  tr ain _ m o d el( )   f u n ctio n   tr ain s   th e  GC N  m o d el  iter ativ ely   ac r o s s   ep o ch s ,   ex ec u tin g   f o r war d   an d   b ac k war d   p ass es  an d   u p d atin g   m o d el   p ar a m eter s   b ased   o n   g r ad ie n ts .   Fo llo win g   tr ain in g ,   ev alu atio n ,   a n d   p er f o r m an ce   an aly s is   ar e  co n d u cted .   T h e  m o d el' s   p er f o r m a n ce   is   ass es s ed   u s in g   th e   test   d ataset,   co m p u tin g   m etr ics s u ch   as a cc u r ac y   a n d   lo s s .   T h e  r esu lts   o f   GC N  ex p er im en t w er e  s h o wn   in   T ab le  3 .  T ab le  3   s h o ws ac cu r ac y   an d   l o s s   o b tain ed   with   eig h t t y p es  p lan ts .       T ab le  3 .  R esu lts   with   GC N   D a t a s e t   n a me   A c c u r a c y     Lo ss   A p p l e _ d a t a se t   0 . 9 4   0 . 2 4   C o r n _ d a t a s e t   0 . 9 3   0 . 3 4   G r a p e _ d a t a se t   0 . 9 3   0 . 1 7   P e a c h _ d a t a s e t   0 . 9 7   0 . 0 9   P e p p e r b e l l _ d a t a set   0 . 9 6   0 . 2 1   P o t a t o _ d a t a s e t   0 . 9 5   0 . 0 9   To ma t o _ d a t a s e t   0 . 8 9   0 . 5 2   S t r a w b e r r y _ d a t a s e t   0 . 9 8   0 . 1 2       3 . 3 .     Appl y ing   no v el  inte g ra t io n o f   CNN  a nd   G CN    I n   th is   p h ase,   we  in teg r ated   C o n v n ets   with   GC Ns   f o r   p lan t  d is ea s e  clas s if icatio n ,   aim in g   to   en h an ce   ac cu r ac y   an d   ef f icac y   i n   d ia g n o s in g   d is ea s es  b ased   o n   le af   im ag es.  Ou r   ap p r o ac h   ce n ter s   o n   th e  r o b u s t  R esNet1 8   ar ch itectu r e  with in   th e  C NN  co m p o n en t,  r en o w n ed   f o r   its   ef f ec tiv en ess   in   im ag e  class if icatio n   task s .   B y   ad ap tin g   th e   f u lly   co n n ec ted   la y er   to   o u r   d atase t's   r eq u ir em en ts ,   we  e n s u r e  s ea m less   in teg r atio n   with   th e  s u b s eq u en t stag es o f   o u r   h y b r id   m o d el.   C o m p lem e n tin g   th is ,   th e  GC N  co m p o n en t c ap tu r es r elatio n al   in f o r m atio n   am o n g   im ag es   th r o u g h   two   ca r e f u lly   c r af ted   GC N  lay er s ,   lev er a g in g   g r ap h - b ased   r ep r esen tatio n s .   Gr ap h   co n v o l u tio n al  o p e r atio n s   an d   ac tiv at io n   f u n cti o n s   en h an ce   th e  cla s s if icatio n   p r o ce s s   with   n u an ce d   r elatio n al  in s ig h ts .   Du r in g   tr ai n in g ,   o u r   h y b r i d   m o d el   u n d er g o es  o p tim izatio n   f ac ilit ated   b y   th e   Ad am   o p tim izer ,   e v o lv in g   c o llab o r ativ ely   t o   e n h an ce   class if icatio n   ac cu r ac y .   T h e   m o d e l  tr av er s es  ep o ch s   with   a  s h ar ed   lear n in g   r ate,   r ef in in g   p ar a m eter s   th r o u g h   iter ativ e  f o r war d   a n d   b ac k war d   p ass es.  T h e  cr o s s - en tr o p y   lo s s   f u n ctio n   g u id es  o p tim izatio n ,   e n s u r in g   alig n m en t  with   g r o u n d   tr u t h   lab e ls   in   p lan t   d is ea s e   class if icatio n .   Po s t - tr ain in g ,   r ig o r o u s   ev alu atio n   o n   a n   in d ep e n d en t  test   s et  illu m in ates  r ea l - wo r ld   p er f o r m an ce   u s in g   m etr ics  s u ch   as  test   lo s s   an d   ac c u r ac y .   T h e  ag g r eg atio n   o f   a v er ag e   test   m etr ics  p r o v id es   a   co m p r eh e n s iv e  s n ap s h o t  o f   t h e  m o d el' s   d iag n o s tic  ca p ab ilit ies.  I n   ess en ce ,   o u r   f u s io n   o f   C NN  an d   GC N  m ar k s   a  n ew  er a  i n   p lan t  d is ea s e  class if icat io n ,   p r o m is in g   u n p ar alleled   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess .     B y   co m b in in g   im ag e  f ea tu r e   ex tr ac tio n   an d   r elatio n al  in f o r m atio n   m o d elin g ,   o u r   h y b r id   m o d el  s tan d s   p o is ed   to   r ev o lu tio n ize   ag r icu ltu r al  tech n o lo g y ,   en h a n cin g   cr o p   p r o tectio n   an d   s u s tain ab le  p r ac tices.   T h e  r esu lts   with   in teg r ated   C NN  an d   GC N  is   s h o wn   in   T ab le  4 .   Fro m   T ab le  4 ,   it  is   o b s er v ed   th at,   th e  in teg r atio n   o f   C NN  an f   GC N  b o o s t th e  ac cu r ac y   an d   r ed ice  th e  lo s s   v alu es f o r   all  ty p es  o f   p lan ts .       T ab le  4 .  R esu lts   with   in teg r atio n   o f   C NN+ GC N   D a t a s e t   N a me   A c c u r a c y     Lo ss   A p p l e _ d a t a se t   0 . 9 9   0 . 0 4   C o r n _ d a t a s e t   0 . 9 4   0 . 1 5   G r a p e _ d a t a se t   0 . 9 8   0 . 0 3   P e a c h _ d a t a s e t   0 . 9 9   0 . 0 1   P e p p e r b e l l _ d a t a set   0 . 9 9   0 . 0 5   P o t a t o _ d a t a s e t   0 . 9 9   0 . 0 0 8   To ma t o _ d a t a s e t   0 . 9 8   0 . 0 5   S t r a w b e r r y _ d a t a s e t   0 . 9 9   0 . 0 0 1       T h e  ep o ch   wis e  p er f o r m an ce   o f   th e  m o d el  f o r   ap p le  d ataset  is   s h o wn   in   F ig u r e  4 .   Fig u r e  4 ( a )   s h o ws  ep o ch   wis e  tr ain in g   ac cu r ac y   an d   F ig u r e  4 ( b )   s h o ws  ep o ch   wis e  tr ain in g   lo s s .   I t  is   o b s er v ed   th at  th e  ac cu r ac y   in cr ea s ed   g r ad u ally   f r o m   e p o ch 1   to   ep o c h - 1 0 .   T h e   tr ain i n g   lo s s   v alu e  v al u es  g r ad u al ly   d ec r ea s ed   f r o m   ep o ch - 1   to   ep o ch - 1 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   3 ,  Dec em b er   20 24 :   1 7 2 1 - 1 7 3 0   1728   T h e  ep o ch   wis e  p er f o r m an ce   o f   th e  m o d el   f o r   g r a p e  d ataset   was  s h o wn   in   F ig u r e  5 .   T h e  e p o ch   wis e  tr ain in g   ac cu r ac y   is   s h o wn   in   F ig u r e  5 ( a ) .   Fig u r e  5 ( b )   s h o ws  ep o ch   wis e  tr ain in g   lo s s   f o r   g r ap e  d ataset  I t  is   id en tifie d   th at  th e  ac cu r ac y   in cr ea s ed   g r ad u ally   f r o m   ep o ch 1   to   ep o ch - 1 0 .   T h e  tr ain i n g   lo s s   v alu e  v alu es   g r ad u ally   d ec r ea s ed   f r o m   e p o ch - 1   to   e p o ch - 1 0 .   T h e  s im ilar   ty p e  o f   t r en d   ac h iev ed   f o r   all  t h e  eig h t d atasets .           ( a)   ( b )     Fig u r e  4 .   E p o ch wis e  ( a)   ac c u r ac y   an d   ( b )   l o s s   v alu es f o r   ap p le  d ataset           ( a)   ( b )     Fig u r e  5 .   E p o ch wis e  ( a)   ac c u r ac y   an d   ( b )   l o s s   v alu es f o r   g r a p e  d ataset       3 . 4 .     Co m pa riso n wit h e x is t ing   wo rk   T ab le  5   s h o ws  th e  co m p ar is o n   o f   p r o p o s ed   wo r k   with   p r e v io u s   wo r k .   Ullah   et  a l.   [ 2 ] ,   ap p lied   a   n o v el  Dee p Plan tNet  an d   ac h ie v ed   an   ac c u r ac y   o f   9 8 % .   An a n d h i  an d   Sath iam o o r th y   [ 5 ] ,   t h e  en s em b le  m o d el   o f   s ev er al  DL   tech n iq u es   g iv en   h ig h est  ac cu r ac y   o f   9 1 %.   L ak s h m an ar ao   et  a l.  [ 1 4 ] ,   a n   ac cu r ac y   o f   9 5 %  ac h iev ed   with   tr an s f er   lear n in g   tech n i q u es.  T h e  p r o p o s ed   in teg r atio n   o f   C NN  an d   GC N  ac h iv ed   a n   ac c u r ac y   o f   9 9 % a n d   o u tp er f o r m ed   th e  co n v en tio n al  m o d els.       T ab le  5 .  C o m p a r is o n   with   ex i s tin g   wo r k   D a t a s e t   N a me   A c c u r a c y     D e e p P l a n t N e t   [ 2 ]   9 8 %   En se mb l e   m o d e l   [ 5 ]   9 1 %   Tr a n sf e r   l e a r n i n g   [ 1 4 ]   9 5 %   P r o p o se d   m e t h o d   9 9 %       4.   CO NCLU SI O N    P lan t  d is ea s e s   h ad   p o s ed   s ig n if ican t  ch allen g es  to   g lo b al   ag r icu ltu r e,   p r o f o u n d l y   im p ac tin g   cr o p   y ield s   an d   th r ea ten in g   f o o d   s ec u r ity .   Acc u r ate  an d   tim ely   d e tectio n   o f   th ese  d is ea s es  h ad   b ee n   p ar am o u n t  f o r   m itig atin g   th eir   ad v er s e  ef f ec t s .   I n   th is   s tu d y ,   we  p r o p o s ed   a  n o v el  ap p r o ac h   f o r   p lan t  d is ea s e  class if ica tio n   b y   in teg r atin g   C NN  an d   GC Ns.  Ou r   m o d el  aim ed   to   en h an ce   class if icatio n   ac cu r ac y   b y   lev er ag in g   b o t h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52         P la n t d is ea s e  cla s s ifica tio n   u s in g   n o ve l in teg r a tio n   o f d ee p   lea r n in g   …  ( S a ka   Uma   Ma h esw a r a )   1729   v is u al  f ea tu r es  ex tr ac ted   b y   C NNs   an d   r elatio n al  in f o r m a tio n   ca p tu r ed   b y   GC Ns.  U s in g   a  Kag g le  d ataset  co n tain in g   im a g es o f   d is ea s ed   an d   h ea lth y   p lan t le av es f r o m   3 1   class es,  in clu d in g   Ap p le,   C o r n ,   Gr a p e,   Peac h ,   Pep p er   b ell,   Po tato ,   Stra wb er r y ,   an d   T o m at o ,   we  p ar titi o n e d   th e  d ataset  in to   s ep ar ate  s u b s ets  f o r   ea ch   p lan t  ty p e.   Stan d alo n e  C NN  m o d e ls   wer e  tr ain ed   o n   im ag e  d ata  f r o m   ea ch   p lan t  ty p e,   wh il e  s tan d alo n e  GC N   m o d els  u tili ze d   g r ap h - s tr u ct u r ed   d ata  r ep r esen tin g   p lan t   r elatio n s h ip s   with in   ea ch   s u b s et.   Ou r   p r o p o s ed   in teg r ated   C NN - GC N  m o d el   ca p italized   o n   th e   co m p lem en tar y   s tr en g th s   o f   C NNs  an d   GC Ns  to   ac h iev e   im p r o v e d   class if icatio n   p e r f o r m an ce .   T h r o u g h   r ig o r o u s   ex p er im en tatio n   an d   c o m p ar ativ e  an aly s is ,   we   ev alu ated   th e  ef f ec tiv en ess   o f   o u r   in teg r ated   C NN - GC N  ap p r o ac h   alo n g s id e  s tan d alo n e  C NN  an d   G C N  m o d els ac r o s s   all  p lan t ty p es.        RE F E R E NC E S   [ 1 ]   W .   B .   D e mi l i e ,   “ P l a n t   d i se a se  d e t e c t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   t e c h n i q u e s :   a   c o mp a r a t i v e   st u d y   o f   t h e   p e r f o r ma n c e s, ”   J o u r n a l   o f   Bi g   D a t a ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   2 0 2 4 .   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 5 3 7 - 0 2 3 - 0 0 8 6 3 - 9.   [ 2 ]   N .   U l l a h   e t   a l . ,   “ A n   e f f e c t i v e   a p p r o a c h   f o r   p l a n t   l e a f   d i s e a ses  c l a ssi f i c a t i o n   b a s e d   o n   a   n o v e l   D e e p P l a n t N e t   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l , ”   Fro n t i e rs  i n   P l a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s . 2 0 2 3 . 1 2 1 2 7 4 7 .   [ 3 ]   M .   H .   S a a d   a n d   A .   E.   S a l ma n ,   “ A   p l a n t   d i s e a se   c l a ss i f i c a t i o n   u s i n g   o n e - s h o t   l e a r n i n g   t e c h n i q u e   w i t h   f i e l d   i m a g e s, ”   Mu l t i m e d i a   T o o l s  a n d   Ap p l i c a t i o n s ,  2 0 2 3 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 4 2 - 0 2 3 - 1 7 8 3 0 - 4.   [ 4 ]   R a ma n j o t   e t   a l . ,   “ P l a n t   d i s e a s e   d e t e c t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n :   a   sy s t e m a t i c   l i t e r a t u r e   r e v i e w , ”   S e n so rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 0 ,  p .   4 7 6 9 ,   2 0 2 3 .   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 3 1 0 4 7 6 9 .   [ 5 ]   D .   F .   R o s e   A n a n d h i   a n d   S .   S a t h i a m o o r t h y ,   " D e e p   l e a r n i n g   b a se d   a u t o m a t e d   r i c e   p l a n t   d i s e a s e   r e c o g n i t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   mo d e l , "   2 0 2 3   Fi rs t   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e s   i n   E l e c t ri c a l ,   E l e c t r o n i c s  a n d   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   ( I C AE EC I ) ,  Ti r u c h e n g o d e ,   I n d i a ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 - 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A EEC I 5 8 2 4 7 . 2 0 2 3 . 1 0 3 7 0 8 0 9 .   [ 6 ]   S .   D e g a d w a l a ,   D .   V y a s,   S .   P a n e sa r ,   D .   E b e n e z e r ,   D .   D .   P a n d y a   a n d   V .   D .   S h a h ,   " R e v o l u t i o n i z i n g   h o p s  p l a n t   d i s e a s e   c l a ss i f i c a t i o n :   h a r n e ss i n g   t h e   p o w e r   o f   t r a n sf e r   l e a r n i n g , "   2 0 2 3   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   S u st a i n a b l e   C o m m u n i c a t i o n   N e t w o rks  a n d   A p p l i c a t i o n   ( I C S C N A) ,   Th e n i ,   I n d i a ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 7 0 6 - 1 7 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S C N A 5 8 4 8 9 . 2 0 2 3 . 1 0 3 7 0 6 9 2 .   [ 7 ]   M .   B e l m i r ,   W .   D i f a l l a h   a n d   A .   G h a z l i ,   " P l a n t   l e a f   d i s e a s e   p r e d i c t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g , "   2 0 2 3   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   D e c i si o n   A i d   S c i e n c e s   a n d   Ap p l i c a t i o n s   ( D AS A) ,   2 0 2 3 ,   p p .   5 3 6 - 5 4 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D A S A 5 9 6 2 4 . 2 0 2 3 . 1 0 2 8 6 6 7 2 .   [ 8 ]   C .   M a d h u r y a   a n d   E.   A .   Ju b i l s o n ,   " Y R 2 S :   e f f i c i e n t   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e   f o r   d e t e c t i n g   a n d   c l a ssi f y i n g   p l a n t   l e a f   d i s e a s e s , "   i n   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   3 7 9 0 - 3 8 0 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 3 4 3 4 5 0 .   [ 9 ]   D .   S .   J o se p h ,   P .   M .   P a w a r   a n d   K .   C h a k r a d e o ,   " R e a l - t i m e   p l a n t   d i se a se   d a t a set   d e v e l o p me n t   a n d   d e t e c t i o n   o f   p l a n t   d i se a se   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g , "   i n   I EE E  A c c e s s ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 6 3 1 0 - 1 6 3 3 3 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 5 8 3 3 3 .   [ 1 0 ]   F .   A d n a n ,   M .   J .   A w a n ,   A .   M a h m o u d ,   H .   N o b a n e e ,   A .   Y a si n   a n d   A .   M .   Za i n ,   " Ef f i c i e n t N e t B 3 - a d a p t i v e   a u g m e n t e d   d e e p   l e a r n i n g   ( A A D L)   f o r   m u l t i - c l a ss   p l a n t   d i sea s e   c l a ssi f i c a t i o n , "   i n   I EE E  Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   8 5 4 2 6 - 8 5 4 4 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 3 0 3 1 3 1 .     [ 1 1 ]   R.  S.   R.   S i n g h   a n d   R .   K .   S a n o d i y a ,   " Ze r o - s h o t   t r a n sf e r   l e a r n i n g   f r a m e w o r k   f o r   p l a n t   l e a f   d i se a se  c l a ssi f i c a t i o n , "   i n   I EEE   A c c e s s ,  v o l .   1 1 ,   p p .   1 4 3 8 6 1 - 1 4 3 8 8 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 3 4 3 7 5 9 .   [ 1 2 ]   R .   R a s h i d ,   W .   A sl a m,   R .   A z i z   a n d   G .   A l d e h i m ,   " A n   e a r l y   a n d   smar t   d e t e c t i o n   o f   c o r n   p l a n t   l e a f   d i s e a s e s  u s i n g   i o t   a n d   d e e p   l e a r n i n g   m u l t i - m o d e l s , "   i n   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   2 3 1 4 9 - 2 3 1 6 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 5 7 0 9 9 .   [ 1 3 ]   A .   A h ma d ,   A .   E.   G a m a l   a n d   D .   S a r a sw a t ,   " T o w a r d   g e n e r a l i z a t i o n   o f   d e e p   l e a r n i n g - b a se d   p l a n t   d i se a se   i d e n t i f i c a t i o n   u n d e r   c o n t r o l l e d   a n d   f i e l d   c o n d i t i o n s , "   i n   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   9 0 4 2 - 9 0 5 7 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 4 0 1 0 0 .   [ 1 4 ]   A .   La k s h ma n a r a o ,   N .   S u p r i y a   a n d   A .   A r u l mu r u g a n ,   " P l a n t   d i se a se   p r e d i c t i o n   u s i n g   t r a n sf e r   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s , "   2 0 2 2   S e c o n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e s  i n   E l e c t ri c a l ,   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n   a n d   S u s t a i n a b l e   T e c h n o l o g i e s  ( I C AE C T ) ,  B h i l a i ,   I n d i a ,   2 0 2 2 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A EC T5 4 8 7 5 . 2 0 2 2 . 9 8 0 7 9 5 6 .     [ 1 5 ]   A .   S .   A n sari   e t   a l . ,   “ I mp r o v e d   su p p o r t   v e c t o r   ma c h i n e   a n d   i ma g e   p r o c e ssi n g   e n a b l e d   m e t h o d o l o g y   f o r   d e t e c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   g r a p e   l e a f   d i sea se , ”   J o u rn a l   o f   Fo o d   Q u a l i t y ,   v o l .   2 0 2 2 ,   p p .   1 – 6 ,   2 0 2 2 .   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 2 / 9 5 0 2 4 7 5 .   [ 1 6 ]   N .   S a me e r a ,   B .   A .   R a m,  P .   S .   S .   P r a sa d   a n d   A .   La k s h ma n a r a o ,   " P l a n t   d i s e a se   d e t e c t i o n   u s i n g   M LP,  c o n v n e t s  a n d   d e n se n e t   mo d e l s , "   2 0 2 4   Fo u r t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A d v a n c e s  i n   El e c t ri c a l ,   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n   a n d   S u s t a i n a b l e   T e c h n o l o g i e s   ( I C AE C T ) ,   B h i l a i ,   I n d i a ,   2 0 2 4 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A EC T 6 0 2 0 2 . 2 0 2 4 . 1 0 4 6 8 8 9 5 .     [ 1 7 ]   U .   P a d ma ,   S .   J a g a d i s h ,   a n d   M .   K .   S i n g h ,   “ R e c o g n i t i o n   o f   p l a n t ’ s   l e a f   i n f e c t i o n   b y   i m a g e   p r o c e ss i n g   a p p r o a c h , ”   Ma t e r i a l s  T o d a y :   Pro c e e d i n g s ,   v o l .   5 1 ,  p p .   9 1 4 – 9 1 7 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m a t p r . 2 0 2 1 . 0 6 . 2 9 7 .     [ 1 8 ]   E.   El f a t i m i ,   R .   Er y i g i t   a n d   L.   El f a t i m i ,   " B e a n s   l e a f   d i se a ses   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   m o b i l e n e t   m o d e l s , "   i n   I E EE   Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   9 4 7 1 - 9 4 8 2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C E S S . 2 0 2 2 . 3 1 4 2 8 1 7 .   [ 1 9 ]   J.  C h e n ,   W .   C h e n ,   A .   Z e b ,   S .   Y a n g   a n d   D .   Zh a n g ,   " Li g h t w e i g h t   i n c e p t i o n   n e t w o r k s  f o r   t h e   r e c o g n i t i o n   a n d   d e t e c t i o n   o f   r i c e   p l a n t   d i s e a se s , "   i n   I EEE  S e n s o rs  J o u r n a l ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 4 ,   p p .   1 4 6 2 8 - 1 4 6 3 8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS EN . 2 0 2 2 . 3 1 8 2 3 0 4 .   [ 2 0 ]   Y .   W u ,   X .   F e n g   a n d   G .   C h e n ,   " P l a n t   l e a f   d i se a ses  f i n e - g r a i n e d   c a t e g o r i z a t i o n   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s , "   i n   I E EE   Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   4 1 0 8 7 - 4 1 0 9 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 6 7 5 1 3 .   [ 2 1 ]   H .   A mi n ,   A .   D a r w i s h ,   A .   E .   H a ssa n i e n   a n d   M .   S o l i ma n ,   " E n d - to - e n d   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l   f o r   c o r n   l e a f   d i se a se  c l a ssi f i c a t i o n , "   i n   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   3 1 1 0 3 - 3 1 1 1 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 5 9 6 7 8 .   [ 2 2 ]   M .   A h ma d ,   M .   A b d u l l a h ,   H .   M o o n   a n d   D .   H a n ,   " P l a n t   d i s e a se   d e t e c t i o n   i n   i m b a l a n c e d   d a t a se t s  u si n g   e f f i c i e n t   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s  w i t h   st e p w i se   t r a n sf e r   l e a r n i n g , "   i n   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   1 4 0 5 6 5 - 1 4 0 5 8 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 1 1 9 6 5 5 .   [ 2 3 ]   S .   C h e n ,   Y .   Li a o ,   F .   Li n   a n d   B .   H u a n g ,   " A n   i mp r o v e d   l i g h t w e i g h t   Y O LO v 5   a l g o r i t h m   f o r   d e t e c t i n g   st r a w b e r r y   d i sea s e s , "   i n   I EEE   Ac c e ss,   v o l .   1 1 ,   p p .   5 4 0 8 0 - 5 4 0 9 2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 8 2 3 0 9 .   [ 2 4 ]   Y .   Li u ,   G .   G a o   a n d   Z .   Z h a n g ,   " C r o p   d i s e a s e   r e c o g n i t i o n   b a se d   o n   m o d i f i e d   l i g h t - w e i g h t   C N N   w i t h   a t t e n t i o n   m e c h a n i sm , "   i n   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   1 1 2 0 6 6 - 1 1 2 0 7 5 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 2 1 6 2 8 5 .   [ 2 5 ]   C .   Zh o u ,   S .   Z h o u ,   J.   X i n g   a n d   J .   S o n g ,   " T o m a t o   l e a f   d i se a se   i d e n t i f i c a t i o n   b y   r e s t r u c t u r e d   d e e p   r e s i d u a l   d e n se   n e t w o r k , "   i n   I EE E   Ac c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   2 8 8 2 2 - 2 8 8 3 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 5 8 9 4 .     [ 2 6 ]   A b d a l l a h   A l i ,   " P l a n t V i l l a g e   D a t a set " ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . k a g g l e . c o m/ d a t a s e t s / a b d a l l a h a l i d e v / p l a n t v i l l a g e - d a t a se t / d a t a .   ( a c c e s se d   o n   D e c e mb e r   2 8 ,   2 0 2 3 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci ,  Vo l.  3 6 ,   No .   3 ,  Dec em b er   20 24 :   1 7 2 1 - 1 7 3 0   1730   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        S a k a   Um a   M a h e sw a r a   R a o           c u rre n tl y   wo r k in g   a s  As so c iate   P r o fe ss o r,   De p a rtme n t  o f  CS E ,   S h ri   Vish n u   En g in e e ri n g   Co ll e g e   f o r  Wo m e n (A),   Bh ima v a rm ,   A.P ,   In d ia.  He   re c e iv e d   h is  P h . D .   fro m   An d h ra   U n iv e rsit y   i n   B ig   Da ta  An a l y ti c s.  He   h a s  m o re   th a n   1 8   y e a rs  o f  tea c h i n g   e x p e rien c e .   He   h a d   p u b li sh e d   p a p e rs  in   re p u ted   n a ti o n a l  a n d   in ter n a ti o n a l  jo u r n a ls .   His  a re a s  o f  in tere st  in c lu d e   b i g   d a ta,  so ftwa re   e n g i n e e rin g ,   d a ta  m in i n g ,   M L,   a n d   AI.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :  sa k a . m a h i@g m a il . c o m .         Dr .   K e shetti  S r e e k a la           c u rre n tl y   wo r k in g   a s  a n   As sista n t  P r o fe ss o r  i n   t h e   De p a rtme n t  o f  CS E   a t  M a h a tma   G a n d h i  In stit u te  o f  Tec h n o lo g y ,   Hy d e ra b a d ,   I n d ia.  S h e   re c e iv e d   P h . D .   d e g re e   in   CS E   fro m   JN TU,   Hy d e ra b a d ,   Tela n g a n a .   S h e   h a s  p u b li s h e d   5 0   re se a rc h   p a p e rs   in   re fe re e d   in tern a ti o n a l  jo u rn a l s,  1 6   re se a rc h   p a p e rs  in   c o n fe re n c e s  a n d   4   p a ten ts.  S h e   a lso   p u b li sh e d   th re e   b o o k s  ti tl e d   D a ta  stru c tu re s  a n d   a lg o r it h m s  u sin g   C,   Th e   e ra   o f  a rti ficia l   in telli g e n c e   a n d   m a c h in e   lea rn in g   a n d   AI   a p p l ica ti o n s.   He r  a re a s  o f   re se a rc h   in c lu d e   m a c h in e   lea rn in g ,   a rti ficia l  in telli g e n c e ,   a n d   g ri d   c o m p u ti n g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  k srik a la_ c se @m g it . a c . in .         Pu ll u r i   S r i n iv a s  Ra o           is  P ro fe ss o r  a n d   He a d ,   De p a rtme n t   o f   CS E  in   Ja y a m u k h i  In stit u te  o f  Tec h n o lo g ica l  S c ien c e s,  Tela n g a n a   In d ia.  He   re c e iv e d   h is  P h . D .   fro m   th e   Un i v e rsity   o f  JN TUK  i n   Ne two r k   S e c u ri ty .   He   h a s  m o re   t h a n   2 2   y e a rs  o f  tea c h in g   e x p e rien c e .   He   h a d   p u b li sh e d   m o re   th a n   5 6   p a p e rs  in   re p u ted   n a ti o n a l  a n d   in tern a ti o n a l  jo u r n a ls .   He   h a d   a tt e n d e d   m a n y   wo rk s h o p s,  c o n fe re n c e s a n d   p re se n ted   v a rio u s res e a rc h   p a p e rs at  n a ti o n a l  a n d   i n tern a ti o n a l   c o n fe re n c e s.  His  a re a s  o f  i n ter e st  in c lu d e   n e two r k   se c u rit y ,   s o ftwa re   e n g i n e e rin g ,   a rti ficia l   in telli g e n c e ,  a n d   m a c h in e   le a rn i n g .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  s rit h a n ra o @ g m a il . c o m .         Na ll a   S h irisha           wo rk in g   a s  As so c iate   P ro fe ss o r,   CS E  De p a rtme n t  a t  M LR  In stit u te  o f  Tec h n o lo g y ,   Hy d e ra b a d ,   In d i a .   S h e   re c e iv e d   th e   B.   Tec h   in   CS E  in   2 0 0 9   a n d   M .   Tec h   in   S o ftwa re   En g in e e rin g   i n   2 0 1 2 .   In   2 0 2 1 ,   re c e iv e d   th e   P h . D.   d e g re e   in   F a c u l ty   o f  C o m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e ri n g   fro m   K LU,   Vijay a wa d a ,   An d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia.  S h e   h a s  1 3   y e a rs  o f   e x p e rien c e   i n   tea c h i n g   a n d   1 . 5   y e a rs  in   re se a rc h .   S h e   p u b li sh e d   2 0   p u b li c a ti o n s  in   jo u rn a ls,   p u b li c a ti o n s  in   c o n fe re n c e s  a n d   5   p a ten ts.   Re se a rc h   in tere st  in c l u d e s  d a ta  m in i n g ,   in f o rm a ti o n   se c u rit y ,   n e tw o rk   se c u rit y ,   b ig   d a ta  a n a ly ti c s ,   a n d   m a c h in e   lea rn in g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :  n a ll a sh iri sh a @m lri n stit u ti o n s.a c . in .         G u n n a m   S r in i v a s           c u rre n tl y   wo rk i n g   a s  As sista n t  P ro fe ss o r  i n   th e   D e p a rtme n t  o f  In fo rm a ti o n   Tec h n o l o g y ,   Ad it y a   En g i n e e rin g   Co ll e g e ,   S u ra m p a le m ,   Ka k in a d a ,   A.  P ,   I n d ia.   His   a re a s  o f  i n tere st  a re   d a ta  m in i n g ,   m a c h in e   lea rn in g ,   a n d   d e e p   lea rn in g .   He   h a s  p u b li sh e d   re se a rc h   p a p e rs  in   v a ri o u s   c o n fe re n c e s  a n d   jo u rn a ls.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   srin iv a s.g @a d it y a u n i v e rsity . i n .         Dr .   Er r y   S r e e d e v i           c u rre n tl y   w o rk i n g   a s  P ro fe ss o r   a n d   HO D,  D e p a rtme n t  o f   M CA,  S ri  Ve n k a tes wa ra   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   Ti r u p a ti .   S h e   c o m p lete d   h e r  M CA   fro m   JN TUH  a n d   Ph . D .   fro m   S V  Un i v e rsity ,   Ti r u p a ti .   S h e   is  h a v i n g   1 7   y e a rs  o f  tea c h in g   e x p e rien c e .   S h e   p u b li sh e d   2 5   re se a rc h   p a p e rs  in   re p u te d   jo u rn a ls,   a tt e n d e d   1 5   n a ti o n a l  a n d   i n tern a ti o n a l   c o n fe re n c e s  a n d   1 2   F DPs.  He r  a re a s  o f  in tere st  a re   a rti ficia l  in telli g e n c e ,   m a c h in e   lea rn in g ,   n e two rk   se c u rit y ,   a n d   d a ta  sc ien c e .   S h e   is  a   m e m b e r  o f  CS TA.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  sre e d e v i. m c a 1 5 @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.